DE2100525A1 - Schleifmaschine - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE F. W. H EMMERICH -G ERD MÜLLER -D. G RO SSE ZL DÜSSELDORF 10-HOMBERGER STRASSE 5 W

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Cincinnati - Hilacron - Heald Corp.« Worcester (Mass.)/USA Schleifmaschine

Diese Erfindung befaßt sich mit einer Schleifmaschine, sie befaßt sich insbesondere aber mit einer Vorrichtung zum Schleifen großer Werkstücke, darin eingeschlossen eine Regulierwaise, in der visko-elastisches Material enthalten ist. Diese Vorrichtung darüber hinaus auch mit einem Beschickungearm, der ganz besonders sur Verwendung mit einer gebogenen Rampe sur

Weiterleitung des Werkstückes in die Bearbeitungezone und aus ä

der Bearbeitungsxone ausgelegt ist.

Beim Schleifen von großen Werkstücken gibt es viele Probleme, die ganz einfach ihre Ursache darin haben, daß die Werkstücke so massiv sind. So können beispielsweise durch die während des Schleifvorganges für das Werkstück notwendige große Abmessung der Stützzone während des SchleifVorganges deswegen große Abweichungen oder große Fehler eingeschleppt werden, weil die Oberfläche oder die Fläche so groß ist, daß sogar kleine Abweichungen oder Fehler in der Stützfläche oder in der Haltefläche in der fertiggeschliffenen Oberfläche große Abweichungen oder große Fehler verursachen. Große Werkstücke sind gegenüber Niedrigfrequensvibrationen wegen ihrer natürlicherwei- ^ se geringeren Eigenfrequenz und der geringeren Eigenfrequenz aller Systeme, in die sie eingespannt werden, anfälliger. Darüber hinaus sind sie beträchtlich schwerer und verursachen aus- ' diesem Grunde andere Probleme; um nur einen aufzuzählen: beispielsweise ihr einfahren und ihr ausfahren in die oder aus der Bearbeitungezone. Werden sie während des Beschickung«vorgange β oder des SinspannVorganges nicht immer festgehalten oder gestützt, dann kann jeder Fall oder jede freie Bewegung in der Maschine zu Stößen führen, die die Feineinstellung der

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beeinträchtigen können. Müssen einige der Teile sehr schnell bewegt werden, wie dies während des Innenschielfens bei« oszillierenden Schleifkopf der Fall ist, dann ist es notwendig, die Beschickungsschurren und Wegnahme schurren, die unabhängig von beweglichen Element eine große Anzahl von Werkstücken enthalten, auf eine feste Grundplatte zu montieren, weil sonst durch die Masse der gespeicherten Werkstücke Probleme verursacht werden, die praktisch nicht lösbar sind. Werden derartige Werkstückspeiehemagazine von der beweglichen Vorrichtung unabhängig montiert, dann ist die Weiterleitung der Werkstükke in die Bearbeitungszone der Werkstückshalterung ohne die Herbeiführung oder Verursachung eines Stoßes schwierig. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß von Zeit zu Zeit Werkstükke mit unterschiedlichen Abmessungen verwendet werden. Diese und andere bei den bisherigen Ausführungen aufgekommene Schwierigkeiten werden im Rahmen dieser Erfindung in einer völlig neuartigen Weise vermieden·

Diese Erfindung zielt deshalb im wesentlichen darauf ab, eine Schleifmaschine mit einer Regulierwalze oder einer Regulierrolle zu schaffen, die dazu dient, die Vibrationen und Schwingungen in dem Werkstück und in der Maschine zu dämpfen.

Diese Erfindung zielt zum anderen darauf ab, eine Schleifvorrichtung mit einer Beschickungsvorrichtung oder Einspannvorrichtung für große Werkstücke zu schaffen, die derart wirksam wird, daß sie des Werkstück niemals fallen läßt oder plötzlich zum Anhalten bringt.

Diese Erfindung zielt weiterhin darauf ab, eine Schleifmaschine zu schaffen, die die Speicherung einer groflen Anzahl von großen Werkstücken in einer hereinkommenden und abgehenden Schurre zuläßt, ohne dabei die Speichermasse auf die beweg-

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lichen Teile der Maschine tu addieren.

Anhand der vorgetragenen Ziele und anhand anderer Ziele sollte es den Fachleuten klar sein, daß sich diese Erfindung aus einer Kombination der in der Spezifikation beschriebenen Teile zusammensetzt, für die im Bahnen der dieser Patentanmeldung beiliegenden Patentansprüche um Patentschutz nachgesucht wird.

Diese Erfindung besteht im wesentlichen aus einer Schleifmaschine mit einer Grundplatte,auf die eine Werkstückharte- | rung und eine Werkzeughalterung montiert sind. Zur Erfindung, und damit aber auch zur Schleifmaschine, gehört ein Stellrad, das teilweise aus einem visko-elastisehen Material hergestellt und derart konstruiert und ausgelegt ist, daß es in die Drehfläche des Werkstückes eingreift und dabei das Werkstück ausrichtet und antreibt, wobei das Material zur Dämpfung der Vibrationen oder der Schwingungen im Werkstück dient.

Genauer gesagt, gehört sum Stellrad oder zum Regulierrad ein zentraler zylindrischer Teil, der von einer Schicht aus viskoelastischem Material umgeben ist. Um eine in das Werkstüek eingreifende zylindrische Schicht oder Fläche zu schaffen,

sind im Abstand zueinander Metallringe in dieses Material \

eingebettet, die sich derart bewegen, daß Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Werkstückes kompensiert werden. Aus dem Bereich, in der das Werkstück gehalten und in Umdrehung versetzt wird führt eine gebogene Rampe. Weiterhin kann sich ein Beschickungsarm oder eine Einspannvorrichtung um eine parallel zur Oberfläche dieser Rampe liegende Achse derart drehen, daß von ihm ein Werkstück quer über diese Rampe gestoßen wird.

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Diβ Erfindung wird nachstehend nun anhand eines in Zeichnung dargestellten Ausführungebeispiel β (von in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen) näher erläutert. Die Zeichnung seigt in:-

Fig· 1 eine perspektivische Darstellung einer Schleifmaschine, die nach den Prinzip dieser Erfindung arbeitet.

Hg. 2 eine irgendwie vergrößerte perspektivische Darstellung der Bearbeitungsrone der Schleifmaschine.

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Maschine, der die Beschickungsvorrichtung und die Regelungevorrichtung erkennen läßt.

Fig. k einen in die.Linie IV-IV von Fig. 3 gelegten Querschnitt durch einen Teil der Maschine·

Die wesentlichen Eigenschaften und Merkmale dieser Erfindung sind aus Fig. 1 am besten zu erkennen. Bei der mit der allgemeinen Hinweiazahl 10 gekennzeichneten Maschine handelt es sich um eine Ausführung, die mit dem US-Patent von Hohler und anderen Nr. 3.197.921 vom 3. August I965 beschrieben worden ist. Zur Maschine gehört eine Grundplatte oder ein Maschinenbett 11, auf die/das eine Werkstückhalterung 12 und eine Werkzeughalterung 13 montiert sind. Die Werkzeughalterung ist in der üblichen Weise derart montiert, daß sie sich parallel zur Achse des Werkstückes Ik in Längsrichtung betragen kann, wohingegen die Werkzeughalterung^ derart montiert ist, daß sie sich in Querrichtung bewegen kann. Zur Maschine gehört ein Stellrad oder Regulierrad 15, das zumindest teilweise aus einem visko-elastischen Material hergestellt ist. Die Roll· Walze oder das Regulierrad ist derart konstruiert und ausgelegt, daß es die äußere Drehfläche l6 des WerkStückes umfaßt,

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und das Werkstück dadurch ausrichtet und antreibt, wobei das Material dazu dient, die Vibrationen und Schwingungen im Werkstück zu dämpfen. Dem Stellrad oder Regulierrad ist ein Beschickung sraechanisaus oder ELnspannmechanisnus 17, der auf der Werkstückshaiterung montiert ist und mit dieser Werkstückhalterung bewegt oder verfahren werden kann, zugeordnet. Von der Grundplatte oder dem Maschinenbett 11 steht eine Verlängerung 18 vor, deren obere Fläche eine obere Beschickungsschurre 19 und eine untere Wegnahmeschurre 21 trägt.

Aus Fig. 2 ist nun zu erkennen, daß das Werkstück Ik mit des- ä

sen durch den Außendurchmesser bestimmten Oberfläche 16 am Stellrad oder Regulierrad 15 anliegt und eine durch den Innendurchmesser bestimmte Fläche 22 besitzt, welche durch eine Schleifscheibe 23, die auf einer als Kragarm ausgeführten und mit der Werkzeughalterung verbundenen Spindel 13 sitzt, fertigbearbeitet werden soll. Zum Beschickungsmechanismus oder zum Einspannmechanismus 17 gehört eine feste Rampe 2k mit einer zylindrischen Oberfläche 25, der ein Beschickungsarm oder ELnspannarm 26, der um die Achse der Fläche 25 drehbar gelagert ist und zudem auch noch mit einer Zuführbahn 27 versehen ist. Mit der Werkstückhalterung 12 verbunden ist auch ein Arm oder Hebel 28, der an seinem äußeren Ende mit einer Andruckrolle

29 versehen ist, die derart konstruiert und ausgelegt ist, ™

daß sie an der Außenfläche 16 des Werkstückes anliegt und gegen diese Ausßenfläche des Werkstückes drückt.

Aus Fig. 3 geht hervor, daß der Beschickungsann oder der ELnspannarra 26 einen Zweigarra JL besitzt, der mit einem Schuh 32 versehen ist, welcher am Außendurchmesser des Werkstückes anliegt. Der andere Zweigana 33, der die Gleitbahn 27 hält, ist auch mit einem Schuh Jk versehen, der durch die geneigte Flä-

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ehe am Ende der Gleitbahn 2? gebildet wird und nahe dem Außendurchmesser 16 des Werkstückes angeordnet ist, wobei die auf jeder Seite des Werkstückes hervorstehenden Flanschen 35 dieses gegen eine Linearbewegung festhalten. Aus Fig. 3 ist besonders gut zu erkennen, welche drei Positionen der Beschikkungsarn oder der ELnspannarm 26 einnehmen kann. In der Position A wird das Werkstück bearbeitet, dabei liegt der Schuh 3^ nahe der äußeren Oberfläche, während sich der Schuh 32 unter dem Werkstück befindet, wobei sich der Hebel oder der Arm 28 in der unteren Position befindet, wobei die Andruckrolle 29 und auch das Stellrad oder Regulierrad 15 gegen das Werkstück drücken. In der Position B befindet sich der Arm oder der Hebel in einer Zwischenposition, wobei die Gleitbahn 27 eine Verlängerung der Beschickungsschurre 19 bildet und sich dabei tangential zur zylindrischen Oberfläche 25 der Rampe 2k erstreckt. In der Position C bildet die Gleitbahn eine Überbrückung von der Rampe 2k zur Wegnahmeschurre 21.

Mit Fig. k werden Konstruktionsdetails der Regulierrolle oder der Regulierwalze 15 wiedergegeben. Zur Regulierrolle gehört ein zentraler Metallrotor oder Metallläufer 36» der mit dem Ende einer Welle 37 durch Bolzenschrauben verbunden ist. Die vorerwähnte Welle wird von dem (hier nicht dargestellten) Motor der Werkstückhalterung angetrieben. Ringsum den Rotor oder Läufer ist eine Schicht 38 aus visko-elastischem Material, beispielsweise aus Gummi _t angeordnet, in die die beiden Stahlringe 39 und kl eingebettet sind. Diese Ringe umfassen die zylindrische Außenfläche l6 des Werkstückes I^ und stellen sich selber auf Unregelmäßigkeiten ,(beispielsweise auf Konizität), in der Oberfläche l6 ein - und dies bezogen auf die Achse der inneren Fläche 42,die fertig xu bearbeiten ist.

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Anhand der zuvor gegebenen Beschreibung 1st nun die Arbeitsweise der Vorrichtung leicht zu verstehen. Ist das Werkstück IA in der mit Fig. 1 wiedergegebenen Weise eingespannt, dann wird dieses Werkstück Ik in der üblichen Weise von der Stellrolle oder Regulierrolle 15 angetrieben oder in Umdrehung versetzt. Während eines Schleifvorganges bewegt sich die Werkstückhalterung 12 in der Längsrichtung des Werkstückes« nährend in wohlbekannter Welse sich die Werkseughalterung 13 seitwärts im Quervorschub bewegt. Ist das Werkstück auf Mafl geschliffen worden, dann wird der Hebel oder Arm 20 derart gedreht, daß er die Andruckrolle 29 aus der Bearbeitungezone entfernt. Nun wird, wie aus Fig. 3 >u erkennen ist, der B·- schickungsarm oder der SLnspannarn 26 entgegen dem Uhrzeiger oder nach links gedreht, wobei der Schuh 32 das Werkstück anhebt und es auf die Fläche 25 der Rampe Zk weiterleitet. Dieses rollt über die Rampe, wird aber an einer zu schnellen Bewegung durch Einwirkung des Schuhes 3^ am inneren Ende der Gleitbahn 27 gehindert. Der Beschickungearn 26 bewegt sich über die Position B hinaus bis in die Position C, wobei dann das Werkstück über die Gleitbahn 27 auf die Wegnahmeschurre 21 abrollt. Nun wird der Beschickungsarm 26 wieder im Uhrzeigersinne oder nach rechts bis in die Position B gefahren, in der in der üblichen Weise von der Beschickungsschurre 19 ein Werkstück freigegeben wird und über die Gleitbahn 27 auf die Rampe 25 läuft. Durch ein weiteres Drehen des Beschickungsarmes 26 von der Position B bis in die Position A wird das Werkstück in den Bearbeitungsbereich gebracht, wo es dann mit dem Stellrad oder dem Regulierrad 15 in Kontakt kommt. Nun wird der Arm oder der Hebel 20 samt seiner Andruckrolle für den nächsten Schleifvorgang wieder in die Arbeitsposition gebracht·

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Aus Fig. k ist klar zu erkennen, daß sich die Ringe 39 und kl auf des Regulierrad 15 automatisch selber auf Unregelmäßigkeiten Ik Außendurchmesser 16 des Werkstückes einstellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine unerwünschte Konizität vorhanden ist, und die Ringe sich aus der Ausrichtung zur Achse des Werkstückes derart herausbewegen können, um einen guten Kontakt mit der von ihnen geführten und angetriebenen Oberfläche herzustellen. Das zur Rolle gehörende Tieko-elastische Material hat eine starke Neigung zur Ämpfung aller Vibrationen und Schwingungen, die während des Schleifens oder des SchleifTorganges im System aufkommen können, sei es durch Unregelmäßigkeiten in der Außenfläche des Werkstückes oder durch Unrundigkeit der zu bearbeitenden Fläche.

Zu erkennen ist, daß die BeschickungsYorrichtung oder die Einspannvorrichtung die Werkstücke von deren Magazin schurren aus in den Bearbeitungebereich transportiert, desgleichen aber auch wieder aus dem Bearbeitungsbereich heraus in die Magazinschurre zur Wegnahme, ohne daß dabei jedoch schwere Werkstücke herunterfallen oder plötzlich gestoppt werden. Im Zweigarm 31 der Beschickungsvorrichtung und in der Gleitbahn 27, desgleichen auch im Zweigarm 33 lassen sich die Einstellungen für den Wechsel auf ein Werkstück einer anderen Abmessung leicht vornehmen. Es ist eine Vorkehrung getroffen, nach der die gesamte Halterung für die Beschickungsschurre und die Wegnahmeschurre längs der Oberseite der Verlängerung 18 dann verstellt werden können, .wenn größere Werkstücke Verwendung finden. Zu diesem Zeitpunkt ist es «»glich, die Gleitbahn 27 derart zu justieren, daß «ie wie eine komplette Brücke zwischen der Zuführungssohurre 19

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der Wegnahneschurre 21 und der Rampe k arbeitet. Die Oszillation sbewegungen der Werkseughalterung 12 lassen eioh leicht durchführen, weil die Zuführungsschurre 19 und die Wegnahmeschurre 21,(welche große Massen von 'Werkstücken aufnehmen und deren Gewicht sich ändert, weil auch die Anzahl der in einer Schurre vorhandenen Werkstücke sich zu einem gegebenen Zeitpunkt verändern kann), nicht auf die Werkstückhalterung montiert sind, sondern mit einem separaten Teil der Grundplatte oder des Maschinenbettes in Verbindung stehen.

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Claims (6)

1. Patentansprüche!

   Schleifmaschine «it Grundplatte oder Maschinenbett «ie ait einer Werkstückhalterung end einer Werkeeoghalterung, die auf die Grundplatte oder auf da· Masohinenbett montiert aind. Die·· Schleifmaschine dadurch gekeunseiehnet, daJ

   ein Stellrad oder Regulierred, da* teilweise au« eine« Tisko-elastisehen Material hergestellt iet, derart angeordnet ist. dafl es die Drehfläche eine· Werkstücke· berührt und das Werkstttok dadurch aueriehtet und antreibt, wobei das Material, d.h. da· viako-elastisohe Material, die Vibrationen oder Schwingungen is Werkstück dämpft.

   BAD ORIGINAL

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2. 2. Schleifm»achine nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   zum Stellrad oder Regulierrad ein zylindrischer Kernteil gehört, der von einer Schicht aus visko-elastische* Material ungeben ist; in Abstand zueinander Metallringe» die zum Eingreifen in das Werkstück aufeinander ausgerichtete zylindrische Flächen bilden, in das vieko-elastische Material eingebettet sind; sieh schließlich die Ringe bewegen und dadurch Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Werkstückes kompensieren oder ausgleichen.
3. 3. Schleifmaschine nach Anspruch 1, ™ dadurch gekennzeichnet, daß

   zur Werkstückhalterung eine gebogene Rampe gehört, die aus dem Bereich, in dem das Werkstück gehalten und in Umdrehung versetzt wird, herausgeführt ist; sieh schließlich ein Beschickungearm oder Einspannerm.um eine Achse drehen kann, die zur Oberfläche der Rampe parallel liegt, um das Werkstück über diese Rampe zu stoßen oder drücken.
4. 4. Schleifmaschine nach Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   die Rampe eine konvexe zylindrische Oberfläche aufweist,

   die im wesentlichen tangential auf die vorerwähnte Dreh- g

   fläche des Werkstückes dann ausgerichtet ist, wenn sich dieses Werkstück in der vorerwähnten Position befindet!

   schließlich der Beschickungsarm oder der Einspannarm auf einer Seite mit einem Schuh versehen ist, der dann am Werkstück anliegt, wenn sich der vorerwähnte Arm an dem einen Ende seiner Schwingbewegung befindet, auf der anderen Seite aber mit einer Gleitbahn, die sich dann von der Rampe bis zu einer Magazinsehurre erstreckt,

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   wenn sich der Ana in der anderen Position befindet.
5. 5. Schleifmaschine nach Anspruch k,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   sich der Beschickung sann oder der Einspannars in eine dritte Posotion bewegen kann, in der die Gleitbahn als ein Übergang von der Rampe zur Wegnahmeschurre wirksam wird.
6. 6. Schleifmaschine nach Anspruch 5t
   dadurch gekennzeichnet, dafl

   die Werkstückhalterung in Axialrichtung des Werkstückes bewegt und verfahren werden kann, um das Werkstück zur Schleifscheibe, die in der Werkzeughalterung sitzt, hinzu fahren und auch von dieser wieder zu entfernen} schließlich die Zuführungsschurre oder Magazinschurre und die Wegnahmeschurre unabhängig von der Werkstückhalterung auf die Grundplatte oder auf das Maschinenbett montiert sind, wobei die bereits erwähnte Gleitbahn gelegentlich dazu herangezogen wird, eine Überbrückung zwischen der Magazinschurre und der Rampe oder der Rampe und der Wegnahme schurre zu bilden.

   - Ende -

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